Giải thuật điều khiển mới chia công suất trong các bộ nghịch lưu song song khi tải phi tuyến

SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 16 
Giải thuật điều khiển mới chia công suất 
trong các bộ nghịch lưu song song khi tải 
phi tuyến 
 Lê Minh Phương 
 Lê Tấn Đại 
 Phạm Thị Xuân Hoa 
Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM 
(Bài nhận ngày 21 tháng 3 năm 2015, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 08 tháng 5 năm 2015) 
TÓM TẮT 
Bài báo trình bày giải thuật điều khiển các bộ 
nghịch lưu kết nối song song chia công suất P và 
Q trong hệ thống năng lượng hoạt động độc lập 
với tải phi tuyến. Trong những hệ thống này, để 
nâng cao thêm trong việc chia tải công suất P và 
Q cũng như chất lượng điện áp, một vòng lặp trở 
kháng ảo được thêm vào trong hệ thống điều 
khiển trượt (droop control). Bài báo đề xuất một 
dạng trở kháng ảo dưới dạng giải thuật tích phân 
chung bậc hai (second-order general-integrator 
– SOGI). Kết quả mô phỏng bằng Matlab 
Simulink cho thấy khả năng chia công suất P, Q 
tốt của mô hình điều khiển đề xuất khi kết nối với 
tải không cân bằng và tải phi tuyến, với việc áp 
dụng giải thuật đề xuất cho phép giảm THD điện 
áp đến 1.9% khi tải phi tuyến và 1.2% khi tải 
không cân bằng so với trường hợp sử dụng sơ đồ 
điều khiển truyền thống.
Từ khoá: Các bộ nghịch lưu song song, Droop control, SOGIs, trở kháng ảo, chia tải. 
1. GIỚI THIỆU 
 Hiện nay, trên thế giới người ta đã sử dụng 
nhiều cách để cung cấp năng lượng một cách liên 
tục. Một trong những phương pháp đó là dùng hệ 
thống microgrid (lưới siêu nhỏ) hoạt động một 
cách độc lập hay kết nối lưới tùy vào nhu cầu sử 
dụng. Thêm vào đó, dựa trên các ứng dụng điện tử 
công suất, microgrid thường được sử dụng khi kết 
hợp các nguồn năng lượng tái tạo, hệ thống lưu trử 
năng lượng. Hình 1 thể hiện mô hình lưới dạng 
microgrid đặc trưng với các nguồn năng lượng 
khác nhau. 
Giả sử, ở một khu vực mà lưới điện quốc gia 
không kéo tới được, cần phải cung cấp điện cho 
khu vực bị cách ly hay có điện nhưng không ổn 
định, ta có hai hay nhiều bộ nghịch lưu ba pha 
công suất như nhau, kết nối song song với nhau và 
hoạt động như một microgrid độc lập. Các bộ 
nghịch lưu đặt cách xa nhau và cách xa hộ tiêu thụ, 
cần phải có biện pháp để hai bộ nghịch lưu hoạt 
động song song với nhau để bảo đảm tính ổn định 
 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 17 
của hệ thống và giúp cho các bộ nghịch lưu không 
bị quá tải. Cần có phương pháp điều khiển để giải 
quyết bài toán này. 
Hình 1. Mô hình lưới Microgrid với các nguồn năng 
lượng khác nhau. 
Trên thế giới, một vài phương pháp điều khiển 
đã được thực hiện để đạt được điều này, như là 
phương pháp điều khiển tập trung [1], phương 
pháp điều khiển chính-phụ (master-slave) [2]-[4], 
phương pháp điều khiển sai lệch công suất [5],[6], 
phương pháp điều khiển mạng lưới kết nối chung 
[7], và phương pháp điều khiển trượt tần số và điện 
áp [8]-[13]. Trong phương pháp cuối cùng, bộ điều 
khiển chỉ dựa trên thông tin đo lường tại các bộ 
nghịch lưu, không cần sự liên lạc hay trao đổi 
thông tin giữa các bộ nghịch lưu mà vẫn có thể 
chia sẻ được công suất P và Q đều nhau giữa các 
bộ nghịch lưu. Công suất P và Q giữa các bộ đều 
nhau, dẫn tới việc kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị 
khi chạy tải nhẹ cũng như giúp cho hệ thống ổn 
định. Do đó tiết kiệm được chi phí bảo dưỡng thiết 
bị và chi phí phát sinh khi cần tăng công suất tiêu 
thụ, chỉ cần bổ sung thêm các bộ nghịch lưu có 
công suất tương tương, không phải đầu tư lại toàn 
bộ hệ thống. 
 Phương pháp điều khiển trượt không sử dụng 
giao tiếp tỏ ra phù hợp trong trường hợp này khi 
không cần sự liên lạc hay trao đổi thông tin giữa 
các bộ nghịch lưu mà vẫn có thể chia sẻ được công 
suất P và Q đều nhau giữa các bộ nghịch lưu khi 
ta dự đoán trước được công suất tiêu thụ của các 
bộ nghịch lưu. Tuy nhiên, một trong những nhược 
điểm của phương pháp điều khiển trượt truyền 
thống là khả năng chia công suất sẽ kém đi nếu 
tổng của trở kháng ngõ ra và trở kháng đường dây 
không bằng nhau. Để giải quyết vấn đề này, các 
cuộn cảm có thể được thêm vào giữa các bộ nghịch 
lưu và tải, nhưng chúng khá nặng và cồng kềnh 
[14]. Như một phương pháp thay thế, một vòng lặp 
trở kháng ảo được cộng vào để cải thiện độ chính 
xác trong việc chia tải [15], [16]. Nhưng vẫn dừng 
lại ở dạng các bộ nghịch lưu một pha hay nếu là 
ba pha thì công suất vẫn còn thấp, dùng cuộn cảm 
lọc khá lớn, và trở kháng đường dây khá nhỏ khi 
kết nối với tải phi tuyến. Bài báo đề xuất mô hình 
hai bộ nghịch lưu ba pha kết nối song song với một 
dạng trở kháng áp dụng giải thuật tích phân chung 
bậc hai (second-order general-integrator – SOGI) 
nhằm giải quyết tốt đề chia công suất P, Q, THD% 
áp khi sử dụng cuộn lọc nhỏ và trở kháng đường 
dây kết nối tải lớn hơn. Hình 2 thể hiện mô hình 
nghiên cứu các bộ nghịch lưu kết nối song song 
với nhau trong bài báo này. 
DC Biến 
Tần 1
DC Biến 
Tần 2
Tải
Cf
Cf
Lf
Lf
Hình 2. Sơ đồ khối mô hình nghiên cứu 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 18 
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRƯỢT 
(DROOP CONTROL) 
 Nguyên tắc của phương pháp điều khiển trượt 
truyền thống có thể giải thích bằng cách xem xét 
một mạch tương đương của một VSI (Voltage 
Source Inverter) [15] kết nối với AC bus, được thể 
hiện ở hình 3: 
Hình 3. Mô hình đơn giản của bộ nghịch lưu kết nối 
lưới 
 Như ở hình 3, nếu bỏ qua gợn sóng chuyển 
mạch và các thành phần hài bậc cao, VSI có thể 
được mô hình hóa như một nguồn AC, với điện áp 
E. Ngoài ra, giả định rằng điện áp AC của bus 
là U0 và tổng trở đầu ra của bộ chuyển đổi và 
tổng trở đường dây được gộp như một dòng trở 
kháng hiệu quả duy nhất Z. Khi đó công suất 
AC chuyển đến bus được tính như sau: 
2
* UUES UI
Z Z
     (1) 
2
cos( ) cosUE UP
Z Z
   (2) 
2
sin( ) sinUE UQ
Z Z
   (3) 
 Do đó, công suất và công suất phản kháng 
của bộ nghịch lưu có thể biểu diễn dưới dạng 
sau: 
2
( cos )cos sin sinUE U UEP
Z Z Z
    
 (4) 
2
( cos )sin sin cosUE U UEQ
Z Z Z
    
 (5) 
 Phương pháp điều khiển trượt dựa trên hai giả 
sử sau [17]: 
 Giả sử 1: Nếu trở kháng đường dây là thuần 
trở, =00. Thì: 
( cos )UP E U
Z
 (6) 
sinUQ E
Z
 (7) 
 Giả sử 2: Với  là góc lệch pha giữa điện áp 
đầu ra biến tần và bus chung. Khi  nhỏ: 
( )UP E U
Z
 (8) 
UQ E
Z
 (9) 
 Suy ra, P ≈ E, Q ≈ . Do đó, chiến lược điều 
khiển trượt có dạng: 
E = E* - nP (10) 
ω = ω* + mQ (11) 
Với E và ω là biên độ và tần số điện áp ngõ ra 
của bộ nghịch lưu E*và ω* là biên độ và tần số 
danh định của điện áp ngõ ra khi không tải, và n 
và m là hệ số trượt biên độ và tần số tương ứng. 
3. ĐIỀU KHIỂN CHIA CÔNG SUẤT P VÀ Q 
TRONG HỆ THỐNG MICROGRID 
Hình 4 thể hiện đường đặc trưng phương pháp 
điều khiển trượt theo đường dây kết nối tải thuần 
trở với công suất tác dụng, và công suất phản 
kháng được điều khiển độc lập bằng hai đường 
trượt P và Q, với m và n là hệ số trượt. Bộ điều 
khiển trượt đọc thông tin từ điểm kết nối và yêu 
 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 19 
cầu công suất từ hệ thống dựa vào đường trượt tính 
ra giá trị đặt cho bộ điều khiển zero [17]. 
E
P
E=E*-nP
P*
E*
ω
Q*
ω*
Q
ω =ω*+mQ
Hình 4. Đường đặc trưng phương pháp điều khiển 
trượt theo đường dây thuần trở. 
 Các hệ số m và n và được xác định dựa trên 
công suất định mức và sai lệch tối đa cho phép của 
tần số sức và điện áp. Ví dụ, trong một microgrid 
với N nguồn, m và n phải thoả mãn các ràng buộc 
sau đây [17]: 
1 1 2 2 max
1 1 2 2 max
...
...
N N
N N
n P n P n P E
m Q m Q m Q 
 (12) 
 Trong đó, max và Emax là độ lệch tốc độ 
góc và điện áp tối đa cho phép, Pi và Qi là công 
suất tác dụng, công suất phản kháng định mức 
nguồn thứ i. 
 Trong quá trình hoạt động gắn liền với lưới 
điện của microgird, điện áp và tần số góc của 
nguồn phải tuân theo lưới. Công suất tác dụng và 
phản kháng ngõ ra tham chiếu của nguồn, có thể 
được điều chỉnh thông qua E* và *. 
*
*
E EP
n
Q
m
 
 (13) 
 Microgrid bao gồm nhiều nguồn phát khác 
nhau và mỗi nguồn phát cung cấp công suất tương 
ứng dựa trên công suất cực đại của nó. Bỏ qua tổn 
hao của tiêu thụ, biểu thức phương pháp điều 
khiển trượt của các nguồn phát dựa theo nguyên 
tắc: 
1 2 ...Load G G GiS S S S (14) 
 Trong đó: 
 SLoad : công suất yêu cầu. 
 SGi :công suất của nguồn phát thứ i. 
 Từ biểu thức (10) và (11) ta có thể khai triển: 
1 1 2 2
1 2
...L ref L ref Li refiLoad
i
V V V V V V
P
n n n
 (15) 
 Và 
1 1 2 2
1 2
...ref L ref L refi LiLoad
i
Q
m m m
      
 (16) 
 Các nguồn phát hoạt động trong microgrid 
phải hoạt động ở cùng tầm tần số và điện áp trượt 
(Δf và ΔV) để đảm bảo ổn định và hoạt động ở 
cùng tần số trong trạng thái xác lập (ωref). Do đó 
từ biểu thức (15) và (16) có thể kết luận rằng 
phương pháp điều khiển trượt có thể quyết định 
phần của công suất cung cấp bởi các nguồn phát 
ra microgrid. 
4.PHÂN TÍCH THIẾT KẾ TRỞ KHÁNG ẢO 
CHO THUẬT TOÁN SOGI ĐỀ XUẤT 
 Trở kháng ảo là một vòng lặp điều khiển 
nhanh, nó tạo ra một điện áp rơi mà không gây ra 
tổn hao công suất P và Q. Trở kháng ảo thường 
được sử dụng cho việc điều khiển trở kháng ngõ 
ra bộ nghịch lưu để cải thiện tính ổn định, giới hạn 
dòng, tăng khả năng chia tải P, Q. Trong bài báo 
này, một mô hình trở kháng ảo dưới dạng thuật 
toán SOGI được trình bày. 
 Ta sẽ xem xét mô hình tích phân chung bậc 
hai (second-order general-integrator – SOGI) dưới 
dạng một hệ thống một pha. Mô hình SOGI dựa 
trên sự cộng hưởng tần số có thể điều chỉnh, được 
thực hiện bởi bộ tích phân ghép tầng làm việc 
trong một vòng kín, như ở hình 5. Cấu trúc này 
thường được sử dụng với một thuât toán FLL với 
đặc tuyến lưới để cung cấp chính xác biên độ và 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 20 
góc pha trong hệ thống. Thêm vào đó, nó có thể 
được thực hiện dễ dàng và có ưu điểm về khả năng 
theo dõi tín hiệu nhanh chóng và chính xác với 
việc loại bỏ tín hiệu nhiễu đầu vào. 
X
X
∫ 
∫ 
i k
ω
iα
iβ 
-
-
+
+
Hình 5. Sơ đồ khối tích phân chung bậc hai (second-
order general-integrator – SOGI). 
Hình 6. Hai thành phần dòng ngõ raiα, iβ của SOGI với 
một dòng điện ngõ vào có nhiễu. 
 Như thể hiện trong hình 5-6, SOGI đòi hỏi 
một tín hiệu (i) và một giá trị tần số (ω) như đầu 
vào và tạo ra hai tín hiệu sin ở ngõ ra (iα, iβ), với 
cùng biên độ điện áp (i), nhưng lệch nhau một góc 
900. Ta lại có, tín hiệu (iα) cùng pha với thành phần 
cơ bản của tín hiệu ngõ vào (i). 
 Ngoài ra, biểu thức của SOGI có dạng là 
2 2( )
i k sH s
i s k s

 
 (17) 
2
2 2( )
i kH s
i s k s



 
 (18) 
Hình 7. Biểu đồ bode của hàm Hα(s) và Hβ(s) với 
k = 1. 
 Trong công thức (17, 18), k là hệ số của hệ 
thống vòng lặp kín. Biểu đồ Bode của các hàm 
chuyển đổi SOGI được biểu thị ở hình 7 với 
ω=2π50 rad/s và k=1. Từ hình này có thể thấy rằng 
Hα(s) như một bộ lọc thông dải, với băng thông 
được xác định bằng k, trong khi Hβ(s) như là bộ 
lọc thông thấp. Chú ý rằng (iα(s)/iβ(s) = ω/s). Do 
đó, giả sử rằng ngõ vào (i) có dạng i(t)=Asin(ωt) 
mà (iα) theo thành cơ bản của ngõ vào (i), chúng 
ta có thể nói rằng: 
( ) sin( )i t A t  (19) 
( ) cos( )i t A t  (20) 
 Với A và ω là biên độ và tần số của tín hiệu 
ngõ vào tương ứng. 
 Do trở kháng ảo thường có dạng nối tiếp với 
trở kháng thực đường dây nên khi xem xét công 
thức (19, 20), tín hiệu ngõ vào là dòng điện i(t). 
Do đó điện áp rơi tạo bởi trở kháng ảo sẽ có dạng: 
( )( )( ) ( ) ( )
cos( ) sin( )
d
V v v v v d
v v
di tdi tV t L R i t L R i t
dt dt
L A t R A t  
 (21) 
 Hay 
( ) ( ) ( )V v vV t L i t R i t  (22) 
 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 21 
 Trong đó, RV, LV và VV là điện trở ảo, cuộn 
cảm ảo và điện áp tạo bởi trở kháng ảo. 
 Dựa vào công thức (21, 22), do hệ thống của 
chúng ta là hệ thống ba pha nên khi phân tích dạng 
αβ thì điện áp rơi tạo bởi trở kháng ảo sẽ có 2 giá 
điện áp rơi tạo bởi Iα và Iβ, mà trong mỗi Iα và Iβ 
lại có sự phân hóa thành α và β nhỏ, suy ra công 
thức mô tả điện áp rơi trên trở kháng ảo ba pha sẽ 
có dạng: 
, ,
0
0 , , , ,
( ) ( ( ) ( ))
( ) ( ( ) ( ))
( )[( ( ) ( )) ( ( ) ( ))]
V V V
V V
V V
V s V s jV s
R j L I s jI s
R j L I s jI s j I s jI s
 
 
    


 (23) 
5. MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN 
 Hình 8 minh họa sơ đồ khối bộ điều khiển cho 
các bộ nghịch lưu kết nối song song với nhau trong 
cùng một hệ thống. Trong bộ điều khiển bao gồm 
các khối: 
SVPWM
DC
Iabc Vabc Iabc_0
Tải
Lf
Cf
Khối (a)
Tính Toán
P & Q 
Khối (b), (c), (d)
Droop Control 
& Virtual 
Impedance
Khối (f)
Bộ Điều 
Khiển 
Dòng
Khối (e)
Bộ Điều 
Khiển Áp Iabc_0
Vabc
Iabc
Đường dây kết 
nối tải
Vref,abc
Vm,abc
Iref,abc
Hình 8. Sơ đồ khối mô hình điều khiển chung và các khối nhỏ bên trong, cho các bộ nghịch lưu kết nối song song 
trong hệ thống năng lượng. 
+ Khối (a) tính toán công suất P, Q dạng ba pha, 
điện áp ngõ ra (Vabc) sau tụ lọc và dòng điện ngõ 
ra phía tải (Iabc_0) được sử dụng để xác định công 
suất thực và phản kháng tức thời qua công thức: 
0
0
0 ( 90 )
i
i
P VI
Q VI
 (24) 
 Với Pi và Qi là công suất thực và phản kháng 
tức thời tương ứng của từng pha. Dịch pha dòng 
điện (Iabc_0) một góc -900 trong yêu cầu tính công 
suất phản kháng. Sau đó, Pi và Qi được đưa qua 
một bộ lọc thông thấp để loại thành phần dao động. 
Vabc X
X
-900 Qabc
Pabc
-1 LPF
LPF
Iabc_0
(a) Khối tính P và Q.
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 22 
+ Khối (b) điều khiển tạo điện áp rơi VV từ trở 
kháng ảo trong phương pháp đề xuất, dựa vào 
công thức (23) ta có điện áp rơi dạng αβ sau đó 
qua bộ biến đổi αβ/abc để tạo điện áp rơi dạng ba 
pha VV,abc; 
Iα Iα
 Iβ 
SOGI
Iabc_0
abc
αβ 
Iβ Iα
 Iβ 
SOGI
Rv
-ωLv
-ωLv
∑ 
-Rv
Rv
ωLv
-ωLv
∑ 
Rv
VV,α 
VV,β 
αβ 
abc
VV,abc 
(b) Khối tính điện áp rơi tạo bởi trở kháng ảo theo mô hình tích phân chung bậc hai (second-order 
general-integrator – SOGI). 
+ Khối (c) điều khiển trượt truyền thống dựa trên 
công thức (10, 11): 
+
+
+
Pa
Pb
Pc
E*
Em-n +
+
+
+
Qa
Qb
Qc
ω*
ωm +
(c) Khối droop control truyền thống. 
 + Khối (d) kết hợp giữa điện áp tham khảo 
điều khiển trượt và điện áp rơi trên trở kháng ảo 
đề xuất tạo điện áp tham khảo Vref,abc cho khối điều 
khiển áp qua công thức (25): 
,,
0
, ,
0
, ,
sin( )
sin( 120 ) .
sin( 120 )
m V aref a
ref b m V b
ref c m V c
E t VV
V E t V
V E t V



 (25) 
 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 23 
Iabc_0
Tạo 
điện áp 
3 pha
Em
ω
Z(s)
Trở kháng ảo_SOGI
Vref,abc
-
+
(d) Khối tính điện áp tham khảo cho bộ điều 
khiển áp. 
 + Khối (e) điều khiển điện áp bằng bộ điều 
khiển PI cho ba pha tạo dòng điện tham khảo Iref,abc 
cho khối điều khiển dòng: 
Vref,abc PI Control
Vabc
+ Vm,abc
--
Iabc_0
Iref,abc+ 
(e) Khối điều khiển áp. 
 + Khối (f) điều khiển dòng bằng bộ điều khiển 
PI cho ba pha, tạo điện áp điều chế Vm,abc cho bộ 
biến đổi SVPWM. 
Iref,abc PI Control
Iabc
+ Vm,abc
--
Vabc
m,abc+ 
(f) Khối điều khiển dòng. 
6. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 
 Mô hình điều khiển được mô phỏng bằng 
phần mềm Matlab/Simulink, trong đó thực hiện 
điều khiển 2 bộ nghịch lưu công suất 4kVA với 
thông số mô hình được trình bày trong bảng 1 theo 
hai phương pháp: truyền thống và phương pháp đề 
xuất trong 3 trường hợp. Kết quả mô phỏng được 
so sánh đánh giá và kết luận. 
Bảng 1. Các thông số cơ bản của các biến tần. 
Ký hiệu Tham số Biến tần 1 Biến tần 2 
E* Điện áp ngõ ra 
danh định 311V 311V 
w* Tần số danh định 2π50rad/s 2π50rad/s 
n Hệ số droop biên 
độ 1x10
-5V/W 1x10-5V/W 
m Hệ số droop tần số 1x10
-6Hz/Var 1x10-6Hz/Var 
wc Tần số cắt 2π300rad/s 2π300rad/s 
k Hệ số SOGI 0.01 0.01 
VDC Điện áp ngõ vào 600V 600V 
Lf Cuộn lọc ngõ ra 1mH 1mH 
Cf Tụ lọc ngõ ra 25uF 25uF 
Zday 
Trở kháng đường 
dây 
1.1088+ 
j0.02988Ω 
0.9240+ 
j0.02490Ω 
fs Tần số đóng ngắt 10kHz 10kHz 
a) Trường hợp 1- Tải tuyến tính và cân bằng. 
Kết quả cho thấy công suất tác dụng P, Q 
được chia đều và độ méo dạng điện áp tải 
hoàn toàn giống nhau cho cả 2 mô hình điều 
khiển truyền thống và mô hình đề xuất. 
b) Trường hợp 2- Tải ba pha không cân bằng. 
Thông số tải ba pha được trình bày trong bảng 
2. Kết quả mô phỏng chia công suất P, Q được 
trình bày trên hình (9, 10); dạng điện áp tải và 
phân tích THD điện áp được trình bày trên 
hình (11-14). 
Bảng 2. Các thông số của tải. 
Ký 
hiệu 
Tải ba pha 
không cân bằng 
Tải phi tuyến 
 A B C Diode 
R 30Ω 20Ω 30Ω 80Ω 
L 5mH 0 5mH 5mH 
C 0 0 0 235uF 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 24 
Hình 9. Công suất P, Q tại phía tải của hai bộ nghịch 
lưu theo phương pháp truyền thống. 
Hình 10. Công suất P, Q tại phía tải của hai bộ nghịch 
lưu theo phương pháp đề xuất. 
Hình 11. Điện áp pha và dòng điện tại phía tải của hai 
bộ nghịch lưu theo phương pháp truyền thống. 
Hình 12. Điện áp pha và dòng điện tại phía tải của hai 
bộ nghịch lưu theo phương pháp đề xuất. 
Hình 13. THD% của áp pha tại phía tải của một bộ 
nghịch lưu theo phương pháp truyền thống. 
Hình 14. THD% của áp pha tại phía tải của một bộ 
nghịch lưu theo phương pháp đề xuất. 
 Nhận xét: Trường hợp tải ba pha không cân 
bằng, biên độ điện áp ngõ ra của phương pháp 
truyền thống và đề xuất lần lượt là 303.8V và 
304.2V nằm trong khoảng sai số ±5% so với điện 
áp đặt 311V - sụt áp trên đường dây truyền tải; 
THD% điện áp phương pháp đề xuất (3.06%) 
giảm so với phương pháp truyền thống (4.05%); 
công suất P, Q ngõ ra của phương pháp truyền 
thống xét tại t=1.8s là P1=2400W, P2=2830W => 
|∆P|=430W, Q1=-120Var, Q2=-40Var => 
 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 25 
|∆Q|=80Var; công suất P, Q ngõ ra của phương 
pháp đề xuất xét tại t=1.8s là P1=2640W, 
P2=2660W => |∆P|=20W, Q1=-95Var, Q2=-85Var 
=> |∆Q|=10Var. Suy ra phương pháp đề xuất cho 
kết quả tốt hơn sơ với phương pháp truyền thống 
việc chia tải P, Q và THD% điện áp tải . 
c) Trường hợp 3- Tải ba pha không cân bằng 
và phi tuyến. Thông số tải ba pha được trình bày 
trong bảng 2. Tải được sử dụng là bộ chỉnh lưu 3 
pha không điều khiển. Kết quả mô phỏng chia 
công suất P, Q được trình bày trên hình (15, 16); 
dạng điện áp tải và phân tích THD điện áp được 
trình bày trên hình (17-20). 
Hình 15. Công suất P, Q tại phía tải của hai bộ nghịch 
lưu theo phương pháp truyền thống. 
Hình 16. Công suất P, Q tại phía tải của hai bộ nghịch 
lưu theo phương pháp đề xuất. 
Hình 17. Điện áp pha và dòng điện tại phía tải của hai 
bộ nghịch lưu theo phương pháp truyền thống. 
Hình 18. Điện áp pha và dòng điện tại phía tải của hai 
bộ nghịch lưu theo phương pháp đề xuất. 
Hình 19. THD% của áp pha tại phía tải của một bộ 
nghịch lưu theo phương pháp truyền thống. 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 26 
Hình 20. THD% của áp pha tại phía tải của một bộ 
nghịch lưu theo phương pháp đề xuất. 
 Nhận xét: Trường hợp tải phi tuyến, biên độ 
điện áp ngõ ra của phương pháp truyền thống và 
đề xuất lần lượt là 305.2V và 303.6V nằm trong 
khoảng sai số ±5% so với điện áp đặt 311V - sụt 
áp trên đường dây truyền tải; THD% điện áp 
phương pháp đề xuất (4.75%) giảm tương đối so 
với phương pháp truyền thống (6.42%); công suất 
P, Q ngõ ra của phương pháp truyền thống xét tại 
t=1.8s là P1=1450W, P2=1700W => |∆P|=250W, 
Q1=-200Var, Q2=-120Var => |∆Q|=80Var; ; công 
suất P, Q ngõ ra của phương pháp đề xuất xét tại 
t=1.8s là P1=1570W, P2=1600W => |∆P|=30W, 
Q1=-200Var, Q2=-150Var => |∆Q|=50Var. Suy ra 
phương pháp đề xuất cho kết quả tốt hơn sơ với 
phương pháp truyền thống việc chia tải P, Q và 
THD% điện áp tải. 
7.KẾT LUẬN 
 Bài báo đã trình bày hệ thống điều khiển trượt 
(Droop control) có kết nối với một trở kháng ảo 
được tạo SOGI. Bài báo mô phỏng hai bộ nghịch 
lưu cùng công suất kết nối song song chạy cùng 
một loại tải cho thấy dùng phương pháp điều khiển 
đề xuất, droop control có vòng lặp trở kháng ảo 
dạng SOGI cho kết quả tốt trong việc chia tải công 
suất P, Q, cải thiện đáng kể độ méo dạng điện áp 
tải THD% so với phương pháp truyền thống. 
 Theo kết quả mô phỏng với phương pháp điều 
khiển đề xuất điện áp ba pha trước tải chỉ bị sụt 
giảm khoảng 7V ( 2.1%) trên đường dây nằm 
trong khoảng tiêu chuẩn cho cho phép ±5%, cho 
thấy ưu điểm vượt trội của giải thuật điều khiển 
đề xuất. 
Lời cảm ơn 
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Đại học Bách Khoa-
Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-
HCM) trong khuôn khổ đề tài mã số TNCS-2014-DDT-
07 
 TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ K2- 2015 
Trang 27 
The new power sharing method for three-
phase parallel inverters with nonlinear 
loads 
 Le Minh Phuong 
 Le Tan Dai 
 Pham Thi Xuan Hoa 
Ho Chi Minh City University of Technology, VNU-HCM 
ABSTRACT 
This paper presents a new method for 
controling parallel inverters to share active 
power and reactive power in the energy system 
with non-linear loads. In these systems, the 
virtual output impedance is usually added to the 
control loop of each inverter to improve the 
active power and reactive power sharing as well 
as the quality of the voltage system. Paper also 
proposes a kind of virtual impedance as a 
second-order general-integrator (SOGI) scheme. 
The simulation results in Matlab Simulink show 
the ability of the proposed controller to good 
share power P-Q, when connected with 
unbalanced and nonlinear loads. By using the 
proposed algorithm allows to reduce the voltage 
THD to 1.9% and 1.2% for unbalanced and 
nonlinear loads according by comparision with 
traditional control scheme. 
 Keywords: parallel inverters, Droop control, second-order generalintegrators (SOGIs), virtual 
output impedance, sharing power. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. M. C. Chandorkar, D. M. Divan, and R. 
Adapa, “Control of parallelconnected 
inverters in standalone ac supply systems,” 
IEEE Trans. Ind.Appl., vol. 29, no. 1, pp. 
136–143, Jan./Feb. 1993. 
[2]. J. Holtz and K.-H. Werner, “Multi-inverter 
UPS system with redundantload sharing 
control,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 
37, no. 6, pp. 506–513, Dec. 1990. 
[3]. J.-F. Chen and C.-L. Chu, “Combination 
voltage controlled and currentcontrolled 
PWM inverters for ups parallel 
operation,”IEEE Trans. PowerElectron., 
vol. 10, no. 5, pp. 547–558, Sep. 1995. 
[4]. H. V. D. Broeck and U. Boeke, “A simple 
method for parallel operation of inverters,” 
in Proc. IEEE Int. Telecommun. Energy 
Conf. (INTELEC)’1998, pp. 143–150. 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol.18, No.K2 - 2015 
Trang 28 
[5]. T. Kawabata and S. Higashino, “Parallel 
operation of voltage source inverters,” IEEE 
Trans. Ind. Appl., vol. 24, no. 2, pp. 281–
287, Mar./Apr. 1988. 
[6]. H. Hanaoka, “Development of a novel 
parallel redundant UPS,” inProc. IEEE Int. 
Telecommun. Energy Conf. (INTELEC) 
’2003, pp. 493–498. 
[7]. C.-L. Chen, Y. Wang, J.-S. Lai, Y.-S. Lee, 
and D. Martin, “Design of parallel inverters 
for smooth mode transfer microgrid 
applications,” IEEE Trans. Power Electron, 
vol. 25, no. 1, pp. 6–15, Jan. 2010. 
[8]. M. C. Chandorkar, D. M. Divan, Y. Hu, and 
B. Banerjee, “Novel architecture and control 
for distributed UPS systems,” inProc. IEEE 
Appl. Power Electron. Conf. (APEC), 1994, 
pp. 683–689. 
[9]. M. Arias, D. G. Lamar, M. Rodriguez, M. 
Hernando, and A. Fernandez, “Simple droop 
voltage control system for parallel operation 
of UPS,” in Proc. IEEE Appl. Power 
Electron. Conf. (APEC) ’2008, pp. 1946–
1951. 
[10]. W. Yao, M. Chen, J. Chen, and Z. Qian, “An 
improved multiple-loopcontroller for 
parallel operation of single-phase inverters 
with no controlinterconnections,” in Proc. 
IEEE Power Electron. Spec. Conf. 
(PESC)’2007, pp. 448–452. 
[11]. M. Guerrero, J. Matas, L. G. de Vicu˜ na, M. 
Castilla, and J. Miret,“Wireless-control 
strategy for parallel operation of distributed 
generationinverters,” IEEE Trans. Ind. 
Electron., vol. 53, no. 5, pp. 1461–1470, 
Oct.2006. 
[12]. W. Kim, H.-S. Choi, and B. H. Cho, “A 
novel droop method for converterparallel 
operation,” IEEE Trans. Power Electron., 
vol. 17, no. 1, pp. 25–32, Jan. 2002. 
[13]. Bergen,Power Systems Analysis. 
Englewood Cliffs, NJ: PrenticeHall, 1986. 
[14]. M. C. Chandorkar, D. M. Divan, Y. Hu, and 
B. Barnajee, “Novel architectures and 
control for distributed UPS systems,” in 
Proc. IEEE APEC, 1994, pp. 683–689. 
[15]. Jos´ e Matas, Miguel Castilla, Luis Garc´ıa 
de Vicu˜ na, Jaume Miret, Member, IEEE, 
and Juan Carlos Vasquez, “Virtual 
Impedance Loop for Droop - Controlled 
Single - Phase Parallel Inverters Using a 
Second – Order General - Integrator 
Scheme” IEEE Transactions on Power 
Electronics, Vol. 25, No. 12, December 
2010. 
[16]. Dipankar De and Venkataramanan 
Ramanarayanan, “Decentralized Parallel 
Operation of Inverters Sharing Unbalanced 
and Nonlinear Loads”, IEEE Transactions 
on Power Electronics, Vol. 25, No. 12, 
December 2010. 
[17]. Qing-Chang Zhong, Senior Member, IEEE, 
“Harmonic Droop Controller to Reducethe 
Voltage Harmonics of Inverters”, IEEE 
Transactions on Industrial Electronics, Vol. 
60, No. 3, March 2013.